Реверсивный тиристорный электропривод постоянного тока

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

0649 (6I) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 05.07.77 (21) 2503337/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— л2

P 5/16

Гасударственный комитет

СССР до делам изооретений и открытий

К 621.313.

88.8) Опубликовано 05.03.80. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 15.03.80

Ю. И. Харитонов, Г. Я. Левинсон и В. Д. Кравченко (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Всесоюзный заочный машиностроительный институт (54) РЕВЕРСИВНЫй ТИРИСТОРНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автоматизированных электроприводах постоянного тока, например, для управления подачей металлорежущих станков.

Известен тиристорный электропривод, содержащий тиристорный преобразователь, к выходу которого подключен электродвигатель, соединенный со звеном обратной связи, через сумматор подключенным к усилителю постоянного тока, выходы которого поканально через цепочки, образованные последовательно соединенными нуль-органом и усилителем импульсов, подключены к управляющим входам тиристорного преобразователя, генератор тактовых импульсов, подключенный через усилитель к другим входам нуль-органов, задатчик режима, соединенный через сумматор с входом усилителя постоянного тока (1) .

Недостатком известного электропривода является большое количество элементов, вызванное наличием двух нуль-органов, усилителя постоянного тока с двойным преобразованием входных сигналов и генератора тактовых импульсов пилообразной и прямоугольной формы, имеющих сложную электрическую схему.

Наиболее близким решением к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является реверсивный тиристорный электропривод постоянного тока, содержащий тиристорный преобразователь, к выходу которого подключен электродвигатель, соединенный со звеном обратной связи, две системы фазового управления, состоящие каждая из последовательно соединенных формирователя пилообразного напряжения, нуль-органа и усилителя импульсов, выходы которых подключены к управ>s ляющим входам тиристорного преобразователя, сумматор, к входу которого подключено звено обратной связи, а один выход через усилитель соединен с входами двух других усилителей, связанных каждый с соответствующим формирователем пилообразного напряжения, другой же выход сумматора через логическое переключающее устройство соединен с другими входами нульорганов (2) .

720649

Недостатком известно:.J электрогривода является сложность, вь|ззанная наличием двух нуль-органов, двух формирователей пилообразного напряжения, а также необходимос ь в сложном логическом переключа:ощем устройстве, двух операционных усилителях управляющих сигналов для прямого и обратного движения привода.

Цель изобретения — упрощение электропривода и повышение его надежности.

Указанная цель достигается введени м балан ного усилителя постоянного тока с

«падающей» характеристикой, инвертора знака напряжения и конденсатора, которыь подключен параллельно входу нуль-органа, другой вход которого черсз вышеупомянутый и балансный .силитель постоянного тока сое динен с выходом сумматора, а выход нульоргана через инвертор знака напряжения подключен ко второ vIv усилителю импульсов. Прп этом отг «дает необходимость во втором нуль-органе, втором формирователе 20 пилообразного напряжения, логическом переключающем устройстве, двух усилителях

/ постоянного тока.

На фиг. 1 представлена структурная схема электропривода; на фиг. 2 — — характеристика балансного усилителя постоянного тока; на фиг. 3 поясняется работа электропривода.

К выходу тиристорного преобразователя 1 (фиг. 1), питающегося от сети переменного тока, подключена якорная обмотЗо ка (или обмотка возбуждения), в зависимости от применяемого способа реверсирования) электродвигателя 2, выход которого через звено 3 обратной связи (обычно тахогенератор или датчик тока) соединен с входом сумматора 4, к другому входу которого подключен задатчик режима (здесь не показан). Выход сумматора 4 через бала нсш-. в . усилитель 5 постоянного тока с

«пг ..",юшей» характеристикой соединен с

40 нуль-орг=ном 6, I обшей точке соединения которого с формирователем 7 пилообразно.о напряжения, параллельно входу. нульоргана 6, подключен конденсатор 8. Выход нуль-органа 6 через усилитель 9 импульсов прямото канала и через последовательно 4s

/ соединенные инвертор 10 знака напряжения и усилитель 11 импульсов канала реверса соединен с управляющими входами тиристорного преобразователя 1.

S0

Формирователь 7 пилообразного напряжения может бь1ть выполнен, например, в виде последовательно соединенных выпрямителя 12, усилителя — ограничителя 13 и конденсатора 14.

Нуль-орган 6 состоит из транзистора 15 и резисторов 16 в 18.

«Падающая» характеристика балансного усилителя 5 постоянного тока приведена на фиг. 2. При входном сигналс балансног< усилителя 5, равном нулю !,„= О), его выходной сигнал соотвс,"ствует отрезку ОА (Uy =0А) . С увеличением Usx в сторону положительных значений до величины, соответствУющей отРезкУ ОВ 10вх — — ОВ), Us падает до нуля (U> —— О).

С изменением U B сторону отрицательных значений (UIIx О) величина U> становится больше отрезка 0А и далее возрас тает до максимального значения, равного в пределе питающему усилитель 5 напряже1- i (Uу U o„).

Таким образом, выходной сигнал балансного усилителя 5 постоянного тока, обычно выполняемого на трех транзисторах, однополяреч. Знак его противоположен знаку выходного напряжения формирователя 7.

Работа электропривода происходит следующим образом.

Синусоидальное напряжение питающей сети выпрямляется с помощью выпрямителя 12 и поступает на усилитель — ограничитель 13, где преобразуется в прямоугольные импульсы напряжения, начало и конец которых определяются моментами перехода через нуль напряжения питающей сети, и которые заряжают конденсатор 14. Таким образом, формирователь 7 вырабатывает пилообразнонарастающее напряжение И 1 (фиг. 3,a), которое поступает на вход нульоргана 6.

На вход сумматора 4 поступают напряжение с задатчика режима Us и напряжение обратной связи U or со звена 3 обратной связи.

Если напряжение обратной связи меньше задающего напряжения, т. е. U — Uor=

= 1 „.- >О, то напряжение на выходе баланснрго усилителя 5 11у ОА (фиг. 2).

Напряжения Uc< и Uy,. поступающие на входы нуль-органа 6, алгебраически суммируются и в момент их равенства, определяемого величиной напряжения Uy, на выходе нуль-органа 6 формируется пилообразный импульс напряжения Uq (фиг. З,а).

Конденсатор 14 разряжается через сопротивление база-эмиттер транзистора 15 и резистор 18 (фиг. 1). Напряжение 1, далее преобразуется усилителем 9 импульсов в импульсы прямоугольной формы U» (фиг. З,а), которые поступают на управляющий вход прямого канала тиристорного преобразователя.

Время Т открытия вентилей тиристорного преобразователя 1 (на фиг. 3, а заштриховано) определяется моментом прихода управляющих импульсов U,. При уменьшении напряжения U напряжение 3 х увеличивается, а Uy уменьшается (фиг. 2).

Это приводит к тому, что возрастает время

Ti и в каждом периоде питающего тиристор720649 ный преобразователь 1 напряжения U< управляемые вентили открываются раньше, в результате чего повышается напряжение на выходе тиристорного преобразователя 1, к которому подключен электродвигатель 2.

Если напряжение обратной связи Г равно задающему напряжению, т. е. Ц о — — U> >„ то Бвх = О, а напряжение на выходе баланс-, ного усилителя 5 Uy = ОА (фиг. 2). При этом на выходе нуль-органа 6 отсутствуют импульсы напряжения и оба канала управ1О ления тиристорным преобразователем оказываются запертыми.

Если напряжение обратной связи становится больше задающего напряжения, т.е.

Uq — Uoc = U„„< О, то при дальнейшем росте входного напряжения балансного уси- 15 лителя 5 Ugq в сторону отрицательных значений, его выходное напряжение Uy увеличивается (Uy )ОА), и начинает заряжаться конденсатор 8, до этого не оказывавший на работу особого влияния.

zo

При некоторой величине обратного напряжения, приложенного между базой и эмиттером транзистора 15, наступает явление пробоя р — n перехода. Конденсатор 8 разряжается на сопротивление база — эмиттер транзистора 15 и на выходе нуль-органа 6 формируется отрицательный пилообразный импульс (фиг. З,б). Момент пробоя определяется приложенным к переходу база — эмиттер транзистора 15 обратным напряжением, напряжением конденсатора 8 11с и выход- 30 ным напряжением балансного усилителя 5 Uy.

С ростом отрицательного йапряжения момент начала формирования пилообразного импульса смещается влево относительно момента перехода через нуль питающего напряжения Uq.

Отрицательные пилообразные импульсыU инвертируются инвертором 10 знака напряжения и через усилитель 11 импульсов поступают на управляющий вход реверсного канала тиристорного преобразователя. Мо- 4 менты пробоя t (фиг. З,б) наступают в периоды отсутствия импульса с формирователя 7 пилообразного напряжения и в пределе соответствуют моме нтам перехода питающего напряжения Uc через нуль.

Вышеописанный режим, как видно из приведенной. схемы, возможен в двух слу1аях. В первом, ко,;а 1 3 (О, Во втором, когда LJ0 )U зи*В первом случае::< спечивается реверсивный режим работы тиристорного преобразователя. Двигателя;: . ри этом вращается в противоположном ссп.вному режиму направлении, а во втором случае обеспечивается режим торможения привода. Величина напряжения пробоя, (фиг. З,б) и ширина «нулевой» зоны о" О до ti может быть выбрана соответствуюв,fiM подбором транзистора 15, конденсатора 8 и режима работы, задаваемого резистором 17.

Формула изобретения

Реверсивный тиристорный электропривод постоянного тока, содержащий тиристорный преобразователь, к выходу которого подключен электродвигатель, соединенный со звеном обратной связи, последовательно соединенные формирователь пилообразного напряжения, нуль-орган и усилитель импульсов, выход которого подключен к управляющему входу прямого канала тиристорного преобразователя, к управляющему входу реверсного канала которого подключен второй усилитель импульсов, и сумматор, к входу которого подключено звено обратной связи, отличающийся тем, что, с целью упрощения и пбвышения надежности, в него введены балансный у силитель постоянного тока с «падающей» характеристикой, инвертор знака напряжения и конденсатор, который подключен параллельно входу нульоргана, другой вход которого через вышеупомянутый балансный усилитель постоянного тока соединен с выходом сумматора, а выход нуль-органа через инвертор знака напряжения подключен ко второму усилителю импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Корытин А. М. Шапарев Н. К., Оптимизация управления металлорежущими станками, М., «Машиностроение», 1974, с. 160—

162.

2. Солодухо Я. 1О. и др. Тиристорный электропривод постоянного тока, М., «Энергия», 1971, с. 28.

720649

Д

Уу ф

Составитель Н. Корева

Редактор Ю. Челюканов Техред К. Шуфрич Корректор М. Демчик

Заказ 10241 46 Тираж 783 Подписное

ЦИНИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4